EP1234901A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle Download PDF

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EP1234901A1
EP1234901A1 EP01104274A EP01104274A EP1234901A1 EP 1234901 A1 EP1234901 A1 EP 1234901A1 EP 01104274 A EP01104274 A EP 01104274A EP 01104274 A EP01104274 A EP 01104274A EP 1234901 A1 EP1234901 A1 EP 1234901A1
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EP
European Patent Office
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separating device
fiber material
separating
sensor arrangement
active medium
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01104274A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Meyenhofer
Walter Kiechl
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Maschinenfabrik Rieter AG
Jossi Holding AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
Jossi Holding AG
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Publication date
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Priority to PCT/EP2002/001629 priority patent/WO2002068740A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G31/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions
    • D01G31/003—Detection and removal of impurities

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for Detection and removal of foreign substances in fiber material, ins particular in raw cotton according to the preamble of claims 1 and 9. Especially in the textile industry, it is before spinning the fibers to yarn essential that foreign matter is removed to avoid disrupting the processing.
  • the term foreign material includes in particular fabrics, Cords, foils and fibers that are not specified in the yarn Belong to fiber material (e.g. polypropylene fibers in the Material for the production of cotton fibers understood.
  • such substances are also to be understood as which is ordinary in connection with vegetable fiber Plant belong, but which in the subsequent processing the fibers are undesirable, e.g. Trash parts, nits, Seeds etc.
  • WO 89/01832 proposes the sensor arrangement and the separating device directly on a pneumatic fiber transport line to arrange, whereby foreign substances by a Compressed air pulse directly into an essentially gas-tight chamber are eliminated, which with the fiber transport line over a discharge opening is connected.
  • detection and elimination take place of foreign substances not directly on a fiber transport line, but at an unpressurized transport section where the fibers be compacted in a shaft.
  • the shaft will be there formed by a transparent pane on one side and through a conveyor belt on the other side.
  • At the end of Several air nozzles are arranged across the width, with which foreign substances are discharged into a container become. Then the fiber material becomes a suction chute fed.
  • DE 196 27 194 discloses a card with one Device for separating foreign fibers, whereby impurities after removal of the nonwoven from the customer and before merging into a sliver from the fleece with Be ripped out with the help of an air stream. This will be on one or more nozzles. With this procedure nits can also be excreted.
  • the fiber material is already a compact nonwoven from the Actuated sensor arrangement and on the separation device is led past, the foreign material can its relative position between sensor arrangement and separation device practical no longer change what is evident the mode of action the output improved.
  • the inventive method or the device use a loose fiber stream with a high degree of resolution.
  • the nonwoven at least in the area of the separating device is freely stretched, it can be particularly well with the act on the jet-like active medium.
  • Such a free one The route is not absolutely necessary. For example, it is conceivable also a tangential action while the nonwoven around the surface of a drum.
  • a particularly efficient adjustment of the excretion pulse the foreign substance to be excreted can be reached if at the sensor arrangement a signal depending on the size and / or mass of the foreign substance is generated and if duration and / or the intensity of the pulse as a function of this signal is controlled.
  • a signal depending on the size and / or mass of the foreign substance is generated and if duration and / or the intensity of the pulse as a function of this signal is controlled.
  • a small and relatively light plastic part only a short impulse of low intensity, while a flat and heavier leather piece a longer due to its size and mass and more intense impulse is needed.
  • the active medium is ejected from at least one nozzle and bundled into a beam with a predetermined cross-section.
  • the radiation shape can be used be optimized. For example, it can be flat Generate jets that practically form a liquid curtain.
  • Other cross-sectional geometries such as e.g. curved or wedge-shaped cross-sections.
  • At least one nozzle depending on the relative position the foreign matter is positioned in the feed path the arrangement and control of a plurality of over the full width of the feed path distributed nozzles.
  • a single one Nozzle or a group of nozzles could use suitable drives such as B. linear motors or pressure cylinders become.
  • a rotatable bearing would also be conceivable at a suitable location next to the feed path so that the nozzle or the nozzle group, depending on the angle of rotation, the entire Can sweep the width of the feed path.
  • the active medium is preferably a liquid, in particular Water that is available in every company and that regarding Environmental pollution and the like is harmless. Instead of of water, however, could easily be other liquids are used, e.g. B. those with a large amount of water softening viscosity. When choosing the appropriate liquid could also be the degree of wetting on the fiber material or the Volatility play a role. So an easily volatile one Liquid, for example, has the advantage of being excreted or fibers that are not excreted relatively quickly after wetting dry again.
  • the active medium could also contain solids, in particular free-flowing bulk goods such as B. a Granules or a powder.
  • the method according to the invention or the device used on a card the detection and excretion of foreign substances on the drum roll or between the drum roll and the pitcher stick.
  • the proportionate thin fleece that the carding machine produces recognize foreign matter optimally and is an excretion associated with extremely low fiber loss. Because of the targeted Influence of the impulse will not make whole holes torn out of the fleece. Rather, it depends on the beam an almost precise cutting out of the foreign matter possible, which is why nits are removed particularly advantageously in this way can be.
  • the treatment according to the invention can be carried out on a Processing line z. B. in the blowroom or in the carding machine a short staple spinning mill can be used several times z. B. immediately after opening the cotton bales on the free Flock stream, on a downstream treatment machine such as e.g. on a fine cleaner on the pressurelessly conveyed fiber stream and finally as described above on the card.
  • a downstream treatment machine such as e.g. on a fine cleaner on the pressurelessly conveyed fiber stream and finally as described above on the card.
  • the inventive method and the device do not limited the treatment of cotton fibers. Also other animal and vegetable fiber material such. B. sheep's wool, Hemp but also tobacco leaves etc. can be made in the same way be treated.
  • FIG. 1 shows a separating unit, generally designated 9, which is integrated directly into a fiber transport line 10 is.
  • the fiber transport line has in the area of the separation unit an approximately rectangular cross section and they pneumatically transport along fiber material 2 in flake form a vertical feed path 4 in the direction of arrow a.
  • the fiber material is first from one Sensor arrangement 5, 5 'reacting to foreign substances.
  • This consists, for example, of two line-scan CCD cameras
  • Both sides of the feed path 4 are arranged, with an illustration of the fiber material flowing past via deflecting mirrors 11, 11 'is reflected on the sensors.
  • the transport line is provided with transparent wall sections 12 for this purpose.
  • the flake current is generated by lighting fixtures, not shown also illuminated in incident light and transmitted light.
  • a downstream separating device 6 via a not shown control device activated, the response time and the conveying speed is taken into account.
  • the separation device has one or more nozzles that come with a liquid tank 17 are connected, which acts as a hydraulic accumulator is trained.
  • a liquid active medium 7 is stored therein, the gas filling by means of a pump 18 under a certain working pressure is maintained.
  • a gas would also be loaded with a spring Membrane conceivable.
  • the technology of such hydraulic accumulators is generally known to the person skilled in the art.
  • the valve 16 is opened as long as the Pulse should last. In certain cases, the excretion pulse could also take place directly via the pump 18, the Pump takes over the function of valve 16.
  • the liquid flow acts on the contaminated portion of the fiber material or the foreign substance 1 and thus causes a Distraction through an opening 13 in the transport channel leading to a Foreign matter container 15 leads.
  • a baffle 14 causes a deflection downward.
  • the detection takes place and removal of foreign substances directly on a fiber treatment machine, namely on a fine cleaner 19.
  • the fiber material in the form of a loose stream of flakes pneumatically in the direction of arrow a via a fiber transport line 10 fed to the machine.
  • On a condenser with a sieve drum 20 is first the transport air from the Separated fiber material.
  • a release roller 21 ensures that the fiber material is fed to a feed shaft 22 without pressure becomes. This is on one side by a conveyor belt 23 and on the other hand again through a transparent section 12 formed.
  • the conveyor belt compresses the loose Fiber material to form a nonwoven fabric 3.
  • the nonwoven is unilaterally from acted upon the sensor assembly 5, of course again the necessary lighting fixtures are available.
  • the nonwoven fabric 3 is then fed over a pair of feed rollers 24 a cleaning roller 25 which feeds the fiber material tears over a grate 43, natural impurities such as z. B. sand, plant seeds, etc. are stripped. With help The fiber material cleaned in this way becomes a supply air line 26 again pneumatically conveyed further in the fiber transport line 10.
  • the separation principle according to the invention is on a card 27 realized. This assures on known Way out of the drum 28 with the lid 29.
  • the loose and parallel fibers become slower current customer 30 taken over and thereby to a fleece summarized.
  • This nonwoven fabric 3 can now already on the Surface of the pickup 30 is acted upon by a sensor arrangement 5 become.
  • a scraper roller 31 guides the nonwoven fabric then a pair of squeeze rollers 32.
  • the nonwoven fabric is between the pair of nip rollers 32 and one Discharge roller pair 33 freely tensioned and can thus over the separation device 6 can be acted upon with a shedding impulse.
  • Foreign substances are ejected vertically downwards and from the Foreign matter container 15 added. There may be a removal via a wash line 44.
  • the separating device is functionally constructed the same as in the previous exemplary embodiments.
  • the nonwoven fabric is then closed on a pile funnel 34 a sliver 45 and then combined on the can 35 in a can 36 stored.
  • the doctor roller 31 leads the fiber fleece from the customer 30 directly onto a fleece bridge 38, which is provided with an opening 39. Is over the opening Sensor arrangement 5 arranged.
  • the fleece 3 is by means of a Lamp 40 is illuminated by transmitted light through opening 39.
  • a Intermediate roller 37 ensures that the fleece lies flat on the Fleece bridge is held down and transported on.
  • the separating device 6 is arranged over a section, on which the fleece between the fleece bridge 38 and a pair of draw-off rollers 33 is freely tensioned. Foreign substances 1 are down ejected into a floating channel 41.
  • an arrangement of the separation device 6 below the fleece and a beam guidance from bottom to top could additionally have a suction device over the fleece be arranged.
  • the fleece speed on the fleece bridge can be approx. 5m / s. With a total reaction time of the separation device of about 10 ms results in a necessary distance between sensor arrangement and separation device of at least 50 mm.
  • FIG. 5 is shown schematically how over the entire Width B of a feed path 4 distributes several individual nozzles 8 to 8n can be arranged.
  • the sensor arrangement 5 can Locate foreign matter 1 with respect to its relative position across width B, be it via individual sensors or via a discrete, full-width imaging sensor that locates the location. There is therefore a foreign substance in the sensor sections 5 'and 5' 'are then only those on this Feed line lying nozzles 8 'and 8' 'activated.
  • the nozzles 8 can depend on their configuration based on the feed direction a also be staggered one behind the other in such a way that the individual active agent jets move laterally overlap.
  • FIG. 6 shows a nozzle 8 with a rectangular one Mouth 46, which the active medium to a correspondingly flat Beam 42 bundles.
  • Figure 7 there is, for example, a separation device shown, in which the active medium 7 is a free-flowing granulate or the like.
  • the function of the device is comparable to that of an air rifle.
  • the Active medium 7 is stored in a container 49. Over a rotatable screw 50 may contain a certain subset of the granules be introduced into a barrel 51.
  • the discharge takes place via a pressure surge from a pressure tank 47 via a valve 48 this emission also causes a gas pressure wave at the mouth, but the scattering of the granules is only a short distance low.
  • solutions are also possible for solid active media bar at which the output without gas pressure by mechanical acceleration via a firing pin or the like.
  • the separating device 6 is displaceable in the direction of the arrow X. stored above the feed path 4.
  • one Rail 52 provided on which the separation device with a carriage not shown here and by means of a Drive motor 53 is displaceable.
  • the nozzle 8 has a linear one Extension that extends in the conveying direction a.
  • the separation device 6, which is controlled by the computer, travels first the position for the foreign matter 1 'that their Starting position is closest. After excreting this Foreign matter immediately becomes the next position to remove the Foreign matter 1 '' approached, but in the meantime ready to move the distance w in the direction of arrow a Has. Because of the longitudinal extension of the nozzle 8 can also the foreign matter 1 '' was just excreted in this new relative position become.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

Das Ausscheiden von Fremdstoffen erfolgt nach dem Erkennen mittels einer Sensoranordnung (5) dadurch, dass die verunreinigte Teilmenge des Fasermaterials mit einem vorzugsweise flüssigen Wirkmedium (7) beaufschlagt und dadurch aus der Vorschubbahn (4) ausgelenkt wird. Das Ausscheiden mittels einer Flüssigkeit erfolgt besonders vorteilhaft im Bereich der Karde. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, ins besondere in Rohbaumwolle gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9. Insbesondere in der Textilindustrie ist es vor der Verspinnung der Fasern zu Garn unerlässlich, dass Fremdstoffe entfernt werden, um eine Störung des Verarbeitungsprozesses zu vermeiden. Unter dem Ausdruck Fremdmaterial werden insbesondere Gewebe, Schnüre, Folien und Fasern, welche nicht dem im Garn spezifizierten Fasermaterial angehören (z.B. Polypropylenfasern im Material für die Produktion von Baumwollfasern) verstanden. Desweiteren sind jedoch auch solche Stoffe darunter zu verstehen, welche im Zusammenhang mit pflanzlichen Faser zwar ordinär der Pflanze zugehören, welche aber bei der nachfolgenden Verarbeitung der Fasern unerwünscht sind, also z.B. Trash-Teile, Nissen, Samen usw.
Das Ausscheiden von Fremdmaterial durch Auslenken aus einer Vor schubbahn mit Hilfe eines Impulses quer zur Vorschubrichtung hat gegenüber der kurzzeitigen Umlenkung des Faserstroms mittels Weichen, Klappen und dergleichen den Vorteil, dass die zwangsläufig mit der Verunreinigung ausgeschiedene Menge von Fasermaterial so klein wie möglich gehalten werden kann. Es sind bereits zahlreiche gattungsmässig vergleichbare Verfahren und Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen als Wirkmedium Druckluft eingesetzt wird, um einen Ausscheideimpuls zu erzeugen. Als Sensoranordnungen werden in der Regel optische Sensoren, insbesondere CCD-Kameras eingesetzt. Dort ist es je nach der Beschaffenheit der zu ermittelnden Fremdstoffe auch denkbar, andere Sensoren einzusetzen, wie z. B. induktive Sensoren, Ultraschallsensoren und dergleichen.
In der WO 89/01832 wird vorgeschlagen, die Sensoranordnung und die Ausscheidevorrichtung direkt an einer pneumatischen Fasertransportleitung anzuordnen, wobei Fremdstoffe durch einen Druckluftimpuls direkt in eine im Wesentlichen gasdichte Kammer ausgeschieden werden, welche mit der Fasertransportleitung über eine Ausscheideöffnung verbunden ist.
Gemäss der DE A 4 340 173 erfolgt das Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen nicht direkt an einer Fasertransportleitung, sondern an einem drucklosen Transportabschnitt, an dem die Fasern in einem Schacht verdichtet werden. Der Schacht wird dabei gebildet durch eine durchsichtige Scheibe auf einer Seite und durch ein Transportband auf der anderen Seite. Am Ende des Schachtes sind über die Breite verteilt mehrere Luftdüsen angeordnet, mit denen Fremdstoffe in einen Behälter ausgeschleust werden. Anschliessend wird das Fasermaterial einer Absaugschütte zugeführt.
Schliesslich offenbart die DE 196 27 194 eine Karde mit einer Vorrichtung zum Ausscheiden von Fremdfasern, wobei Verunreinigungen nach dem Abstreichen des Faservlieses vom Abnehmer und vor der Zusammenführung zu einem Faserband aus dem Vlies mit Hilfe eines Luftstroms herausgerissen werden. Dieser wird an einer oder mehreren Düsen erzeugt. Mit diesem Verfahren sollen auch Nissen ausgeschieden werden können.
Alle bekannten, mit einem Gasimpuls arbeitenden Verfahren, haben unabhängig vom Einsatzort der Ausscheidung den Nachteil, dass ein Luftstrahl infolge der Kompressibilität des Mediums und der Strahlverwirbelung nicht sehr präzise gesteuert werden kann. Da mit verbunden ist nach wie vor eine grosse Abgangsmenge an Fasermaterial und damit ein Verlust. So wird beispielsweise in der DE 196 27 194 darauf hingewiesen, dass die bei der Karde in das Vlies gerissenen Löcher zu kurzzeitigen Erhöhungen der Garnnummer des Kardenbandes führen. Dies ist aber äusserst unerwünscht und führt zu einer Beeinträchtigung des nachgelagerten Spinnprozesses.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, dass durch den Gasdruckimpuls starke Turbulenzen erzeugt werden. Dadurch werden bereits ausgeschiedene Fremdstoffe immer wieder aufgewirbelt und können gar wieder zurück in den Vorschubkanal gelangen. An den Behältern für ausgeschiedene Fremdstoffe müssen daher spezielle Vorkehrungen getroffen werden, um dies zu verhindern. Auf diese Problematik wird bereits in der WO 89/01832 hingewiesen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen eine gezieltere Ausscheidung bei möglichst geringem Faserverlust und ohne störende Turbulenzen möglich ist. Ausserdem soll dabei die Intensität des Ausstossimpulses innerhalb einer grossen Bandbreite eingestellt werden können, damit auch Fremdstoffe mit relativ kleinem Volumen aber grosser Masse wie z. B. kleinere Metallteile und dergleichen nach dem gleichen Prinzip ausgeschieden werden können.
Diese Aufgabe wird in verfahrensmässiger Hinsicht mit einem Verfahren mit den Merkmalen in Anspruch 1 und in vorrichtungsmässiger Hinsicht mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen in Anspruch 10 gelöst. Es hat sich dabei überraschend gezeigt, dass Ausscheideimpulse auch durch feste oder flüssige Wirkmedien, bzw. durch Wirkmedien, welche wenigstens eine feste oder eine flüssige Phase enthalten, erzeugt werden können. Insbesondere mit flüssigen Wirkmedien lässt sich die zur Verfügung stehende Wirkenergie bezüglich Intensität und Wirkfeld äusserst gezielt einsetzen. Diese Erkenntnisse werden beispielsweise beim Hochdruck-Wasserstrahlschneiden ausgenützt, wo der Wasserstrahl als Schneidwerkzeug eingesetzt wird, der den Werkstoff entlang einer zu bearbeitenden Kontur abträgt. Das Wirkmedium muss nicht zwingend einphasig sein, sondern es kann sich auch um ein disperses Gebilde mit mehreren Phasen handeln, von denen eine Phase gasförmig ist. Es kann sich somit ohne weiteres auch um ein Aerosol oder um einen Schaum handeln. Denkbar sind aber auch Suspensionen, also Festkörper in Flüssigkeiten, oder Emulsionen, also eine disperse flüssige Phase in einem flüssigen Dispersionsmittel.
Wenn das Fasermaterial bereits als kompaktes Faservlies von der Sensoranordnung beaufschlagt und an der Ausscheidevorrichtung vorbeigeführt wird, kann das Fremdmaterial seine Relativlage zwischen Sensoranordnung und Ausscheidevorrichtung praktisch nicht mehr verändern, was ersichtlicherweise die Wirkungsweise des Ausstosses verbessert. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die Vorrichtung an einem lockeren Faserstrom mit hohem Auflösegrad einzusetzen.
Wenn das Faservlies wenigstens im Bereich der Ausscheidevorrichtung frei gespannt ist, lässt es sich besonders gut mit dem strahlförmigen Wirkmedium beaufschlagen. Eine derartige freie Strecke ist aber nicht zwingend erforderlich. Denkbar ist beispielsweise auch eine tangentiale Einwirkung, während das Faservlies um die Oberfläche einer Trommel geführt wird.
Eine besonders effiziente Anpassung des Ausscheideimpulses an den auszuscheidenden Fremdstoff kann erreicht werden, wenn an der Sensoranordnung ein Signal in Abhängigkeit von der Grösse und/oder Masse des Fremdstoffes erzeugt wird und wenn Dauer und/oder Intensität des Impulses in Abhängigkeit von diesem Signal gesteuert wird. So benötigt beispielsweise ein kleines und relativ leichtes Kunststoffteil nur einen kurzzeitigen Impuls von geringer Intensität, während ein flächiges und schwereres Lederstück aufgrund seiner Abmessung und seiner Masse einen längeren und intensiveren Impuls benötigt. Selbstverständlich kann der Ausscheideimpuls jedoch anhand der durchschnittlich anfallenden Fremdstoffe manuell oder automatisch auf einen bestimmten festen Wert eingestellt werden.
Das Wirkmedium wird aus wenigstens einer Düse ausgestossen und dabei zu einem Strahl mit vorbestimmtem Querschnitt gebündelt. Insbesondere bei flüssigen Wirkmedien kann dabei die Strahlenform optimiert werden. Es lassen sich zum Beispiel flächige Strahlen erzeugen, die praktisch einen Flüssigkeitsvorhang bilden. Denkbar wären aber auch andere Querschnittsgeometrien wie z.B. gekrümmte oder keilförmige Querschnitte.
Wenn die wenigstens eine Düse in Abhängigkeit von der Relativlage des Fremdstoffs in der Vorschubbahn positioniert wird, entfällt die Anordnung und Ansteuerung einer Mehrzahl von über die ganze Breite der Vorschubbahn verteilten Düsen. Eine einzelne Düse oder eine Düsengruppe könnte dabei über geeignete Antriebe wie z. B. Schrittmotoren oder Druckmittelzylinder linear verschoben werden. Denkbar wäre aber auch eine drehbewegliche Lagerung an einer geeigneten Stelle neben der Vorschubbahn, so dass die Düse oder die Düsengruppe je nach Drehwinkel die gesamte Breite der Vorschubbahn bestreichen kann.
Das Wirkmedium ist vorzugsweise eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, das in jedem Betrieb zur Verfügung steht und das bezüglich Umweltbelastung und dergleichen unbedenklich ist. Anstelle von Wasser könnten aber ohne weiteres auch andere Flüssigkeiten eingesetzt werden, z. B. solche mit einer von Wasser stark ab weichenden Viskosität. Bei der Wahl der geeigneten Flüssigkeit könnte auch der Benetzungsgrad auf dem Fasermaterial oder die Flüchtigkeit eine Rolle spielen. So hätte eine leicht flüchtige Flüssigkeit beispielsweise den Vorteil, dass ausgeschiedene oder nicht ausgeschiedene Fasern nach der Benetzung relativ rasch wieder trocknen. Das Wirkmedium könnte aber auch Festkörper beinhalten, insbesondere rieselfähige Schüttgüter wie z. B. ein Granulat oder ein Pulver.
Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die Vorrichtung an einer Karde eingesetzt, wobei die Erkennung und Ausscheidung der Fremdstoffe an der Tambourwalze bzw. zwischen der Tambourwalze und dem Kannenstock erfolgt. In dem verhältnismässig dünnen Faservlies, das die Karde produziert, lassen sich Fremdstoffe optimal erkennen und eine Ausscheidung ist mit äusserst geringem Faserverlust verbunden. Wegen der zielgerichteten Einwirkung des Impulses werden nicht ganze Löcher aus dem Vlies herausgerissen. Vielmehr ist je nach Strahlenbündelung ein fast punktgenaues Ausschneiden des Fremdstoffes möglich, weshalb auch Nissen besonders vorteilhaft auf diese Weise entfernt werden können.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemässe Behandlung an einer Verarbeitungslinie z. B. in der Putzerei bzw. in der Karderie einer Kurzstapelspinnerei mehrfach eingesetzt werden, also z. B. unmittelbar nach der Öffnung der Baumwollballen am freien Flockenstrom, an einer nachgelagerten Behandlungsmaschine wie z.B. an einem Feinreiniger am drucklos geförderten Faserstrom und zuletzt wie oben beschrieben an der Karde. Im Übrigen ist das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung nicht auf die Behandlung von Baumwollfasern beschränkt. Auch anderes tierisches und pflanzliches Fasermaterial wie z. B. Schafwolle, Hanf aber auch Tabakblätter usw. können auf die gleiche Weise behandelt werden.
Weitere Einzelmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1
die schematische Darstellung einer Ausscheideeinheit an einer Fasertransportleitung,
Figur 2
eine schematische Darstellung eines Feinreinigers mit integrierter Fremdstoffausscheidung,
Figur 3
eine schematische Darstellung einer Karde mit integrierter Fremdstoffausscheidung,
Figur 4
ein Detail einer alternativen Fremdstoffausscheidung an einer Karde,
Figur 5
eine Draufsicht auf eine Vorschubbahn mit Sensoranordnung und nachfolgender fest montierter Ausscheidevorrichtung,
Figur 6
eine perspektivische Darstellung einer Düse,
Figur 7
eine schematische Darstellung einer Ausscheidevorrichtung für ein festes Wirkmedium, und
Figur 8
eine Draufsicht auf eine Vorschubbahn mit Sensoranordnung und nachfolgender mobiler Ausscheidevorrichtung.
Figur 1 zeigt eine allgemein mit 9 bezeichnete Ausscheideeinheit, welche direkt in eine Fasertransportleitung 10 integriert ist. Die Fasertransportleitung hat dabei im Bereich der Ausscheideeinheit einen etwa rechteckigen Querschnitt und sie transportier pneumatisch Fasermaterial 2 in Flockenform entlang einer vertikalen Vorschubbahn 4 in Pfeilrichtung a. Auf an sich bekannte Weise wird dabei das Fasermaterial zuerst von einer auf Fremdstoffe reagierenden Sensoranordnung 5, 5' beaufschlagt. Diese besteht beispielsweise aus zwei CCD-Zeilenkameras, die auf beiden Seiten der Vorschubbahn 4 angeordnet sind, wobei eine Abbildung des vorbeiströmenden Fasermaterials über Umlenkspiegel 11, 11' auf die Sensoren reflektiert wird. Die Transportleitung ist zu diesem Zweck mit transparenten Wandabschnitten 12 versehen. Durch nicht dargestellte Beleuchtungskörper wird der Flokkenstrom ausserdem im Auflicht und im Durchlicht beleuchtet.
Beim Erkennen eines Fremdstoffes 1 im Flockenstrom wird eine stromabwärts angeordnete Ausscheidevorrichtung 6 über eine nicht dargestellte Steuervorrichtung aktiviert, wobei die Reaktionszeit und die Fördergeschwindigkeit berücksichtigt wird. Die Ausscheidevorrichtung verfügt über eine oder mehrere Düsen, die mit einem Flüssigkeitstank 17 verbunden sind, der als Hydrospeicher ausgebildet ist. Darin ist ein flüssiges Wirkmedium 7 gespeichert, wobei die Gasfüllung mittels einer Pumpe 18 unter einem bestimmten Arbeitsdruck gehalten wird. Anstelle des Hydrospeichers mit Gasfüllung wäre auch ein Speicher mit einer Feder beaufschlagten Membran denkbar. Die Technik derartiger Hydrospeicher ist dem Fachmann allgemein bekannt. Für die Erzeugung eines Ausscheideimpulses wird das Ventil 16 solange geöffnet, wie der Impuls dauern soll. In bestimmten Fällen könnte der Ausscheideimpuls auch unmittelbar über die Pumpe 18 erfolgen, wobei die Pumpe die Funktion des Ventils 16 übernimmt.
Der Flüssigkeitsstrom beaufschlagt die verunreinigte Teilmenge des Fasermaterials bzw. den Fremdstoff 1 und bewirkt damit eine Ablenkung durch eine Öffnung 13 im Transportkanal, die zu einem Fremdstoffbehälter 15 führt. Ein Leitblech 14 bewirkt eine Umlenkung nach unten.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 2 erfolgt die Erkennung und Ausscheidung von Fremdstoffen direkt an einer Faserbehandlungsmaschine, nämlich an einem Feinreiniger 19. Das Fasermaterial in der Form eines lockeren Flockenstroms wird wiederum pneumatisch in Pfeilrichtung a über eine Fasertransportleitung 10 der Maschine zugeführt. An einem Kondenser mit einer Siebtrommel 20 wird zuerst auf bekannte Weise die Transportluft vom Fasermaterial getrennt. Eine Ablösewalze 21 sorgt dafür, dass das Fasermaterial drucklos einem Speiseschacht 22 zugeführt wird. Dieser wird auf einer Seite durch ein Transportband 23 und auf der anderen Seite wiederum durch einen transparenten Abschnitt 12 gebildet. Das Transportband verdichtet das lockere Fasermaterial zu einem Faservlies 3.
In dieser verdichteten Form wird das Faservlies einseitig von der Sensoranordnung 5 beaufschlagt, wobei selbstverständlich wiederum die erforderlichen Beleuchtungskörper vorhanden sind.
Fremdstoffe 1 werden über die Ausscheidevorrichtung 6 am Ende des Speiseschachtes 22 ausgestossen und in einem Fremdstoffbehälter 15 aufgefangen. Die Ausscheidevorrichtung arbeitet nach dem gleichen Prinzip, wie diejenige im Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1.
Das Faservlies 3 wird anschliessend über ein Speisewalzenpaar 24 einer Reinigungswalze 25 zugeführt, welche das Fasermaterial über einen Rost 43 reisst, wobei natürliche Verunreinigungen wie z. B. Sand, Pflanzensamen usw. abgestreift werden. Mit Hilfe einer Zuluftleitung 26 wird das derart gereinigte Fasermaterial wiederum in der Fasertransportleitung 10 pneumatisch weiterbefördert.
Gemäss Figur 3 ist das erfindungsgemässe Ausscheideprinzip an einer Karde 27 realisiert. Diese besteht auf an sich bekannte Weise aus dem Tambour 28 mit dem Deckel 29.
Die losen und parallel liegenden Fasern werden von einem langsamer laufenden Abnehmer 30 übernommen und dabei zu einem Vlies zusammengefasst. Dieses Faservlies 3 kann nun bereits auf der Oberfläche des Abnehmers 30 von einer Sensoranordnung 5 beaufschlagt werden. Eine Abstreicherwalze 31 führt das Faservlies anschliessend einem Quetschwalzenpaar 32 zu.
Das Faservlies ist zwischen dem Quetschwalzenpaar 32 und einem Abzugwalzenpaar 33 frei gespannt und kann so über die Ausscheidevorrichtung 6 mit einem Ausscheideimpuls beaufschlagt werden. Fremdstoffe werden vertikal nach unten ausgestossen und vom Fremdstoffbehälter 15 aufgenommen. Eventuell erfolgt ein Abtransport über eine Schwemmleitung 44. Die Ausscheidevorrichtung ist funktional gleich aufgebaut wie in den vorausgehenden Ausführungsbeispielen.
Das Faservlies wird anschliessend an einem Flortrichter 34 zu einem Faserband 45 zusammengefasst und dann am Kannenstock 35 in eine Kanne 36 abgelegt.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 erfolgt eine alternative Führung des Faservlieses 3. Die Abstreicherwalze 31 führt dabei das Faservlies vom Abnehmer 30 direkt auf eine Vliesbrücke 38, die mit einer Öffnung 39 versehen ist. Über der Öffnung ist die Sensoranordnung 5 angeordnet. Das Vlies 3 wird mittels einer Lampe 40 durch die Öffnung 39 im Durchlicht beleuchtet. Eine Zwischenwalze 37 sorgt dafür, dass das Vlies flach auf der Vliesbrücke niedergehalten und weitertransportiert wird.
Die Ausscheidevorrichtung 6 ist über einem Abschnitt angeordnet, an dem das Vlies zwischen der Vliesbrücke 38 und einem Abzugswalzenpaar 33 frei gespannt ist. Fremdstoffe 1 werden nach unten in einen Schwemmkanal 41 ausgestossen. Ohne weiteres denkbar wäre aber auch eine Anordnung der Ausscheidevorrichtung 6 unter dem Vlies und eine Strahlführung von unten nach oben. In einem derartigen Fall könnte über dem Vlies zusätzlich eine Saugvorrichtung angeordnet sein.
Die Vliesgeschwindigkeit kann auf der Vliesbrücke ca. 5m/s betragen. Bei einer totalen Reaktionszeit der Ausscheidevorrichtung von ca. 10 ms ergibt sich daraus eine nötige Wegstrecke zwischen Sensoranordnung und Ausscheidevorrichtung von wenigstens 50 mm.
In Figur 5 ist schematisch dargestellt, wie über die gesamte Breite B einer Vorschubbahn 4 verteilt mehrere Einzeldüsen 8 bis 8n angeordnet sein können. Die Sensoranordnung 5 kann einen Fremdstoff 1 bezüglich seiner Relativlage über die Breite B lokalisieren, sei dies über Einzelsensoren oder über einen diskreten, die ganze Breite abbildenden Sensor, der die Lage lokalisiert. Befindet sich ein Fremdstoff somit in den Sensorabschnitten 5' und 5'' werden anschliessend lediglich die auf dieser Vorschublinie liegenden Düsen 8' und 8'' aktiviert. Die Düsen 8 können je nach ihrer Konfiguration bezogen auf die Vorschubrichtung a auch gestaffelt hintereinander angeordnet sein und zwar derart, dass sich die einzelnen Wirkmittelstrahlen seitlich überlappen.
Figur 6 zeigt beispielsweise eine Düse 8 mit einer rechteckigen Mündung 46, welche das Wirkmedium zu einem entsprechend flachen Strahl 42 bündelt.
In Figur 7 ist beispielsweise noch eine Ausscheidevorrichtung dargestellt, bei welcher das Wirkmedium 7 ein rieselfähiges Granulat oder dergleichen ist. Die Funktion der Vorrichtung ist dabei vergleichbar mit derjenigen eines Luftdruckgewehrs. Das Wirkmedium 7 ist in einem Behälter 49 gespeichert. Über eine drehbare Schnecke 50 kann eine bestimmte Teilmenge des Granulats in einen Lauf 51 eingebracht werden. Der Ausstoss erfolgt über einen Druckstoss aus einem Drucktank 47 über ein Ventil 48. Zwar bewirkt dieser Ausstoss ebenfalls eine Gasdruckwelle an der Mündung, doch ist die Streuung des Granulats auf kurze Distanz nur gering. Ausserdem sind auch für feste Wirkmedien Lösungen denk bar, bei denen der Ausstoss ohne Gasdruck durch mechanische Beschleunigung über einen Schlagbolzen oder dergleichen erfolgt.
Bei der in Figur 8 dargestellten alternativen Ausführungsform ist die Ausscheidevorrichtung 6 in Pfeilrichtung X verschiebbar über der Vorschubbahn 4 gelagert. Zu diesem Zweck ist eine Schiene 52 vorgesehen, auf der die Ausscheidevorrichtung mit einem hier nicht näher dargestellten Schlitten und mittels eines Antriebsmotors 53 verschiebbar ist. Die Düse 8 hat eine lineare Ausdehnung, die sich in Förderrichtung a erstreckt.
Werden beispielsweise an der Sensoranordnung 5 in den Sensorabschnitten 5' und 5'' gleichzeitig die Fremdstoffe 1' und 1'' detektiert, so spielt sich folgender Vorgang ab:
Die über den Rechner gesteuerte Ausscheidevorrichtung 6 fährt zunächst die Position für denjenigen Fremdstoff 1' an, die ihrer Ausgangslage am nächsten liegt. Nach der Ausscheidung dieses Fremdstoffs wird sofort die nächste Position zum Ausscheiden des Fremdstoffs 1'' angefahren, der sich in der Zwischenzeit allerdings bereit zum die Wegstrecke w in Pfeilrichtung a weiterbewegt hat. Wegen der Längsausdehnung der Düse 8 kann aber auch der Fremdstoff 1'' in dieser neuen Relativlage gerade noch ausgeschieden werden.
Ersichtlicherweise wären verschiedene Abwandlungen dieser Vorrichtung denkbar. So könnten z. B. auf der gleichen Führungsschiene 52 mehrere Ausscheidevorrichtungen unabhängig voneinander innerhalb bestimmter Sektoren verschoben werden. Es wäre ausserdem denkbar, die Führungsschiene selbst um ihre eigene Achse drehbar zu lagern, so dass eine Düse sich in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit dreht und damit während der Dauer des Ausscheideimpulses dem Fremdstoff folgt.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle, bei dem das Fasermaterial auf einer Vorschubbahn (4) von wenigstens einer auf Fremdstoffe reagierenden Sensoranordnung (5) beaufschlagt wird und bei dem an einer, bezogen auf die Vorschubrichtung stromabwärts angeordneten Ausscheidevorrichtung (6) auf die verunreinigte Teilmenge des Fasermaterials bzw. auf den Fremdstoff durch Beaufschlagung mit einem Wirkmedium (7) quer zur Vorschubrichtung ein Impuls ausgeübt wird und dadurch die verunreinigte Teilmenge bzw. der Fremdstoff aus der Vorschubbahn ausgelenkt und ausgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Impuls durch ein Wirkmedium mit wenigstens einer festen oder flüssigen Phase ausgeübt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial als kompaktes Faservlies von der Sensoranordnung beaufschlagt und an der Ausscheidevorrichtung vorbeigeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Faservlies wenigstens im Bereich der Ausscheidevorrichtung frei gespannt ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Sensoranordnung ein Signal in Abhängigkeit von der Grösse und/oder Masse des Fremdstoffes erzeugt wird und dass die Dauer und/oder die Intensität des Impulses in Abhängigkeit von diesem Signal gesteuert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmedium aus wenigstens einer Düse (8) ausgestossen und dabei zu einem Strahl mit einer vorbestimmten Querschnittsgeometrie gebündelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (8) in Abhängigkeit von der Relativlage des Fremdstoffs in der Vorschubbahn (4) positioniert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmedium ein rieselfähiges Schüttgut, insbesondere ein Granulat oder ein Pulver ist bzw. enthält.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmedium Wasser ist bzw. enthält.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung und Ausscheidung des Fremdstoffes an der Tambourwalze einer Karde bzw. zwischen der Tambourwalze und der Ablage des Faserbandes in eine Kanne erfolgt.
  10. Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial, insbesondere in Rohbaumwolle mit wenigstens einer im Bereich einer Vorschubbahn (4) angeordneten, auf Fremdstoffe reagierenden Sensoranordnung (5) zum Überwachen des Fasermaterials und mit einer bezogen auf die Vorschubrichtung stromabwärts angeordneten Ausscheidevorrichtung (6) zum Ausscheiden der verunreinigten Teilmenge des Fasermaterials bzw. des Fremdstoffs, wobei an der Ausscheidevorrichtung zur Erzeugung eines Ausscheideimpulses quer zur Vorschubrichtung ein Wirkmedium ausstossbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ausscheidevorrichtung ein Wirkmedium mit wenigstens einer festen oder flüssigen Phase ausstossbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder an der Sensoranordnung ein Mittel zum Zusammenführen des Fasermaterials zu einem Faservlies angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ausscheidevorrichtung Transport- und/oder Führungsmittel zum freien Spannen des Faservlieses angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (5) und die Ausscheidevorrichtung (6) mit einer Steuervorrichtung in Wirkverbindung stehen und dass die Dauer und/oder Intensität des Ausscheideimpulses in Abhängigkeit von der Grösse und/oder Masse des Fremdstoffes steuerbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausscheidevorrichtung (6) wenigstens eine Düse (8) aufweist, an der das Wirkmedium zu einem Strahl (42) mit einer vorbestimmten Querschnittsgeometrie bündelbar ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (8) in Abhängigkeit von der Relativlage des Fremdstoffs in der Vorschubbahn positionierbar gelagert ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausscheidevorrichtung eine Ausstossvorrichtung für den Ausstoss von rieselfähigem Schüttgut, insbesondere von Granulat oder Pulver aufweist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausscheidevorrichtung (6) eine Pumpe (18) und/oder einen Druckspeicher zum Ausstossen einer Flüssigkeit aufweist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Sensoranordnung (5) die relative Lage eines Fremdstoffes (1) bezogen auf die Gesamtbreite der Vorschubbahn erkennbar ist und dass die Ausscheidevorrichtung (6) selektiv auf der Vorschublinie eines erkannten Fremdstoffes betätigbar ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 14 und Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die Vorschubrichtung mehrere Einzeldüsen nebeneinander und/oder hintereinander über die Breite der Vorschubbahn verteilt sind.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (5) und die Ausscheidevorrichtung (6) an der Tambourwalze einer Karde (27) bzw. zwischen der Tambourwalze (28) und einem Kannenstock (35) zum Ablegen des Faserbandes angeordnet ist bzw. sind.
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